[实用新型]高功率光纤准直器

说明书

技术领域

本实用新型及一种光纤准直器，具体涉及一种可以承载高功率激光输入输出的光纤准直器。

背景技术

近几年来，在1064nm波段附近实现单模光纤输出激光的高功率光纤激光器已在光通信、材料加工、医学、信息存储、激光印刷、监测以及激光光谱等领域得到迅速的应用。随着激光输出功率的不断提高，光路中必须应用高功率光纤准直器来实现高功率激光的聚焦或输出。传统的光纤通信系统中应用的光纤准直器都为低功率器件，其承载功率通常在500mW以下，且其应用波段多为1310nm和1550nm附近的通信窗口，这类光纤准直器不能应用在1064nm激光输出系统中。而现有的1064nm光纤准直器采用的单模光纤芯径为6.2um左右，光纤准直器所能承载的激光功率受光纤纤芯在表面膜层处激光损伤阈值的限制。

中国专利申请02154783.1，“高功率光纤耦合”，提出的在单模光纤出射端熔接一段无包层玻璃光纤的方法，并采用自聚焦透镜实现准直输出。该专利的实现方案存在如下缺点：

1)单模光纤的芯层材料为石英材料，其软化温度在1750℃左右，而玻璃光纤在1000℃就会被软化，它们之间的熔接不容易实现；

2)自聚焦透镜是由多种材料组成，其折射率沿径向呈梯度变化，高功率激光入射，更易产生自聚焦现象，这种现象会使局部区域的光束温度增加几个数量级，限制了激光输出的峰值功率；

3)自聚焦透镜材料中通常含有铂夹杂物，这些夹杂物会吸收光能而被加热，随着吸收热量的增多，夹杂物将会被汽化，导致透镜开裂。

发明内容

本实用新型的目的在于提出了一种可以承载高功率激光输入输出的光纤准直器，可以应用在1064nm波段附近的高功率光纤隔离器和高功率光纤激光器中。

本实用新型的技术解决方案是：

一种高功率光纤准直器，包括从内到外层层相套的毛细管102，玻璃管105以及铜套管107，所述毛细管102与玻璃管105以及玻璃管105与铜套管107均通过环氧胶A106粘接，

其特殊之处在于：

还包括双包层光纤101，所述双包层光纤101固定于毛细管102中，并通过环氧胶B103粘接，所述环氧胶B103的折射率低于内包层光纤101的折射率，这样可以有效减少光纤在毛细管102中传输的漏光现象，提高传输效率；

所述固定于一起的双包层光纤101和毛细管102具有一个研磨抛光的出射端面108，所述出射端面108出射处还设置有耦合透镜104，所述固定于一起的双包层光纤101、毛细管102、出射端面108以及耦合透镜104均位于玻璃管105内，所述耦合透镜104与玻璃管105通过环氧胶A106粘接。其中环氧胶A106与环氧胶B103可以采用353ND胶或者其它类似性能的胶。

上述双包层光纤101芯层直径为15～30um，内包层直径为130～400um，涂覆层直径为250um～550um。

上述出射端面108镀制有耐高功率减反射膜。

上述出射端面108为平端面或斜端面；当其为斜端面时，斜角为2～10度，可以减少出射光的回波损耗。。

上述毛细管102为石英玻璃毛细管或硼酸盐玻璃毛细管。

上述耦合透镜104两边镀制有耐高功率减反射膜。

上述玻璃管105为石英玻璃管或硼酸盐玻璃管。

上述铜套管107表面为镀金表面，这样便于和其它部件的焊接封装。

本实用新型的优点在于：

1)采用双包层光纤实现单模输入输出，可以大大提高光纤的承载峰值功率，该双包层光纤比传统芯径为6.2um的单模光纤承载的功率密度提高了6～23倍。

2)采用一种折射率略低于内包层折射率的环氧胶固定裸纤于毛细管中，可以有效减少光纤在毛细管中传输的漏光现象，提高传输效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

附图标号说明：101—双包层光纤；102—毛细管；103—环氧胶B；104—耦合透镜；105—玻璃管；106—环氧胶A；107—铜套管；108—出射端面。

具体实施方式

参见图1，一种高功率光纤准直器，包括一种芯径为15um、内包层为130um、涂覆层为250um的双包层光纤101，与双包层光纤101匹配的毛细管102，环氧胶B103，耦合透镜104，玻璃管105，种环氧胶A106，铜套管107，双包层光纤101和毛细管102之间通过环氧胶B103粘接，耦合透镜104和玻璃管105之间、毛细管102和玻璃管105之间、玻璃管105和铜套管107之间都是通过环氧胶A106粘接。

其中双包层光纤101可以是芯径为20um、内包层为400um以及涂覆层为550um的双包层光纤，可以是芯径为30um、内包层为250um以及涂覆层为400um的双包层光纤，还可以是芯径为30um、内包层为400um、涂覆层为550um的双包层光纤。